关于开展国内海洋测绘的若干思考和测绘市场发展

摘要：海洋测绘是一切海洋军事、海洋科学研究、海洋经济和开发利用活动的基础。近年来，我国海洋测绘市场逐步形成和完善。海洋测绘业的类别主要包括海洋基础测绘、海洋科学研究、海洋科学管理、海岸带生态恢复与环境保护、海洋资源开发和海洋运输。海洋测绘技术主要包括海洋大地测量、海洋导航定位技术、水深测量、水下及海岸地形测量、海洋遥感和海洋工程测量。近年来，我国海洋经济快速发展，不仅对海洋测绘服务有着迫切的需求，客观上也提出了更新更高的要求。黑龙江省测绘地理信息工作有着良好的传统。黑龙江省测绘队伍实力雄厚，技术先进，测绘产业已初具规模，规模巨大，在中国乃至世界都有很大影响。充分发挥黑龙江省测绘地理信息的人才、队伍、理论、技术、创新和传统优势，开拓海洋测绘新市场，必将取得巨大成就。

关键词：海洋测绘; 产业类别; 开拓市场; 若干思考

海洋测绘是海洋空间地理信息测量与表达的总称。是研究海洋、江河、湖泊以及毗邻陆地区域各种几何、物 理、人文等地理空间信息采集、处理、表示、管理和应用的专门学科，是测绘学的一个重要分支，是一切海洋军事、海洋科学研究及开发利用活动的基础［1］。

01 海洋测绘市场发展简述

新中国成立后，中国最初的海洋测绘工作由中国人民解放军承担。1978年改革开放后，我国海洋测绘市场结构相对单一，主要承担船舶航行安全任务。事实上,只有海安局测绘队,解放军海洋测量部队,地勘,交通,水利科研系统的海洋测绘单位从事海洋测绘,，业务范围主要为水文及相关海洋测绘。90年代初，水利部海洋局测绘队从内河向海洋转移。交通系统所属测绘单位相继进入海洋测绘市场,军队部分海洋测绘单位也参与其中。海洋测绘市场初步形成并逐步形成。在此期间，少数民营海洋测绘企业尚未涉足海洋测绘，仅从事港口交通建设的测绘工作。20世纪90年代中期以来，电力、电信、通信产业蓬勃发展，海岛电力、通信需求日益旺盛，海底管道路由工程方兴未艾，增长迅速，国家海洋勘查测绘队参加了海洋测绘工作。到20世纪末21世纪初，与海洋有关的私营测绘队伍乘势而生。合格的海洋测绘企业迅速增加，业务水平日益提高。

02 海洋测绘产业类别简述

随着改革开放的深入发展，海洋测绘领域进一步拓展，尤其是以下几个方面发展迅速，需求迫切。简单综述如下:

2.1 海洋基础测绘

近年来，海洋经济呈加速度态势，地方政府及相关部门对海洋基础测绘提出了更高要求，这方面的需求也越发迫切。目前，东南沿海一些省、区在所管辖的海域相继展开了基础测绘工作，如福建省、浙江省、山东省、广西壮族自治区等已经开展了陆海基准测量，地图投影与地图分幅统一的基础测绘工作，构建了基础地理信息系统。开展 1 ∶50 000、1 ∶10 000、1 ∶5 000 等不同比例尺的海洋基础测绘工作，以满足日益迫切的发展需求。

2.2 海洋科学研究

开展海洋科学研究无论如何都离不开海洋测绘。海洋测绘不仅为海洋科学研究提供各类基础图件、资料、成 果，还为海洋生态、海底科学，气候变化等产生的不同影响，各类相关科研工作提供多种技术手段和支撑。海洋遥感技术因其快速、广泛、提供实时数据信息等特质，可以比较全面地获得海洋的整体情态，同时，应用这项技术直接助力海冰、绿潮、溢油、赤潮、海温、水色、海洋水产、渔业以及风暴潮的研究和监测，尤其是对海况预警预报、海洋防灾减灾、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学利用等领域开展工作具有重要影响和重大意义。如图 1所示。

图 1 海洋测绘产业类别

2.3 海洋科学管理

海域管理( 包括海岸带管理) 必须依赖海洋测绘提供技术支持，无论是海籍确权测量，还是用海空间规划等，都需要依据不同比例尺的地形图和相应的测绘地理信息成果，借助相关的测绘地理信息手段。而在规划编制前( 无论是海洋国土空间规划还是“多规合一”) 的调研、规划编制、规划执行以及规划管控、监督全过程，都离不开测绘地理信息工作的支持［9］。当然，对测绘地理信息技术、手段成果精度等也有不同的要求。

2.4 海岸带生态修复与环境保护

目前，我国一些海岸带环境已经出现了不同程度的污染，海岸带生态也有了一定的破坏。针对这一现状，国家明确提出必须加大海岸带环境保护力度，加强海岸带生态恢复、治理和修复。而要做好这项工作，必须开展持续的、周期性的岸滩演变监测和分析研究，这就需要海洋测绘提供技术支撑。而开展滩涂演变分析、海港回淤测量，则需要周期性的水下地形测量，然后进行海泥流沙数值建模、场地冲淤计算，以及评价、提供预测等。这些工作均需要应用海洋测绘手段获取成果数据，以提供技术支持。

2.5 海洋资源开发

海洋资源极其丰富，海洋石油及海底其他矿产资源的开发，无论是前期初勘、详勘、储量计算，还是生产作业的各个阶段，都需要开展作业区域的海底地形地貌测绘作为基础资料。与此相关的海底地质、水动力和泥沙动力环境 参 数 的 调 查 测 量 也 需 要 高 精度的导航定位支持［2］。而海上石油开发，有的需要建设海上石油勘探开采平台，还有的需要铺设海底输水、输电、输油管线等，甚至要建人工岛。各种海底管线路由，施工前后的勘测、调 查、检测，各类管线的布设，大多要进行海底地形测量、海底面状况侧扫、浅地表剖面测量等; 还要开展工程地质钻探等工程，这些都需要海洋测绘手段及测绘成果提供支持。

2.6 海上交通运输

码头、航道、锚地等工程测量一般包括码头前沿、后沿及底部、调头区、回旋水域、进出港航道、待泊锚地等相关各类测绘工作，同时，还需要进行水深测量施工，以确保船只在设计水深以上航行。此外，还要进行航道整治工程测量，以及针对海底地质环境复杂锚地区进行海洋磁力测量等。

03 海洋测绘技术( 内容) 简介

根据海洋测绘的定义和内涵，结合目前相关技术的进展情况，简单介绍各海洋测绘技术的发展现状［4］。

3.1 海洋大地测量

海洋大地测量是陆地大地测量在海域的延伸。其目的是保证海洋测量的控制基准。它是为海洋测绘建立重磁（物理）、平面和高程（几何）基准系统和维护框架的大地测量技术。是最重要的基础测绘工作。除海洋物理大地测量，即海洋重磁测量外，还包括建立海洋控制网，即布设和测量覆盖海岸、岛礁、水体和海床的控制网。它是大地控制网的组成部分，是陆地平面坐标框架网向海洋的延伸。海洋垂直基准是海洋垂直测量成果的起始基准，包括陆地高程基准、平均海平面基准和深度基准。海洋垂直基准通常由潮位站获得的潮位数据确定。随着卫星测高、GNSS等相关技术的发展，用于确定海洋垂直基准的数据源和表示方法发生了深刻的变化[5]。

3.2 海洋导航定位技术

所有海洋活动都需要基于位置提供的服务。目前，海上的位置服务主要依靠 GNSS。船只导航一般多采用GNSS 单点定位技术; 中小比例尺水下地形测量中，导航定位多采用 GNSS 广域差分或星际差分技术; 在高精度测量中，定位主要采用 GNSS RTK( real － time kinematics) 、 PPK( post－processing kinematics) 和 PPP ( precise point po- sitioning) 定位技术［6］。

水下导航定位多采用水下声学定位系统，如 LBL ( long baseline) 、SBL( short baseline) 和 USBL( ultra － short baseline) 。LBL、SBL 和 USBL 均采用交会定位方法，且常组合使用［7］。另外，会经常组合使用声学定位技术、惯性导航系统、航位推算系统等，以保证水下导航定位精度，还可以提高其稳健性。最近几年，为了保证水下潜器导航的连续性、长时性，尤其是为了提高隐蔽性，经常将惯导系统与海底几何场( 地形、地貌) 或物理场( 重力、磁力)的匹配导航技术组合，从而形成( 无源) 自主导航定位系统，服务于水下潜器导航。

3.3 水深测量及水下、海岸带地形测量

海底及海岸带地形测量是海洋测量的基本内容之一。传统的海底地形测量一般通过直接测量潮位、吃水深度、水深和涌浪来获取数据，而现代的水下和海岸地形测量方法更为先进，呈现出三维、高效、高精度的测量态势。

水深测量是水下地形测量的重要组成部分。目前采用单波束（一次测量一个测点，一般适用于中小型或小型水下地形测量）、多波束测深（一次测量可在航行正交扇区内获得数百个测点，实现海底全覆盖扫描）系统和机载激光雷达（LIDAR）主要用于全覆盖探测和其他技术。GNSS综合测深技术是现代船基测深技术的代表。它可以实现导航中多源信息的综合采集和数据融合，大大削弱各种误差的影响，从而提高海底地形测量的精度，提高作业效率。反演技术包括：卫星遥感水深反演是基于可见光在水中传播和反射后的光谱变化，结合实测水深，构建反演模型，实现大面积水深反演，然后结合遥感成像时的水位反演得到海底地形[8]；海底地形是基于重力异常与某一波段海底地形高度相关，从而反演大尺度海底地形；SFS（shape from shading）方法是基于声纳图像实现海底高分辨率地形反演。

海岸带综合地形测量技术。海岸地形是连接海岸地形和海底地形的纽带，也是海洋调查的重点。传统的海岸地形测量一般采用全站仪和RTK进行，但效率较低。近年来，机载激光雷达、航空摄影、水下近岸综合测量等技术得到了广泛的应用。该综合测量系统在大坝、码头等水域的应用中取得了良好的效果。

3.4 海洋遥感、卫星遥感能够对海洋进行实时、全方位的立体监测，获得长期、稳定、可靠的海洋观测资料。机载遥感测量技术主要借助机载可见光相机、可见光摄像机、红外相机、高光谱成像仪，以及 LiDAR、合成孔径雷达等开展海岸带地形测量，岸线、植被、水色等监测。声呐遥感包括常见的带 状 海 底 成 像 设 备 侧 扫 声呐系统 SSS ( side － scan sonar) 、多波束成像技术、合成孔径声呐( synthetic aperture sonar，SAS) ，即利用合成孔径技术的侧扫式主动成像声呐、采用基于船基悬臂或座底工作模式，近 场 ( 小 于100 m) 对目标开展快速线扫描成像的二维声呐成像。此 外，还包括在清澈的海水环境下采用的光学近景摄影技术。

3.5 海洋水文测量

海洋测量包括水文测量，它是海洋测量的重要组成。如水位和流速与其他海洋测量有直接关系，其他还包括温度、盐度、水色、透明度、含沙量、浑浊度等。

3.6 声学底质探测

底质探测是海洋测量不可或缺的内容。应用这项技术的目的是获取海床表面及浅表层沉积物类型、分布等信息，因此，它是海洋矿产资源开发和利用、海洋动力学研究、舰船锚泊、水下潜器座底等海洋科学、经济以及军事的重要基础数据。

3.7 海洋工程测量

海洋测量还包括海洋工程测量，它是海洋工程建设中勘查、设 计、施 工、建造和运行管理过程测量技术的总称。除此以外，海洋测绘技术还包括电子海图绘制、海洋地理 信 息 系 统 ( marine geographic information system， MGIS) 构建，航道整治工程测量、针对海底地形环境复杂地区的海洋磁力测量等。

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03 开展海洋测绘的思考

近年来，中国经济发展迅速。不少沿海城市纷纷提出建设智慧海洋中心城市，沿海省区智慧海洋建设也进入实质性阶段。海洋测绘为智慧海洋和智慧海洋中心城市建设提供基础地理信息和基础数据。海洋测绘也是海洋资源开发、海洋生态保护、海岸线保护与管理、海域管理等方面必不可少的基础性工作。

海洋经济是国民经济发展的重要组成部分。特别是近年来，我国海洋经济发展迅速。迫切需要提供高质量的海洋测绘成果，以满足海陆空间规划的编制、实施和监督、海洋资源的开发利用和区域协调、合理开发等需要，岛礁利用与总体布局、海洋工程建设、海洋产业发展、海洋运输与海洋旅游、海洋灾害预警与救援、用海需求与海洋所有权的确定、，各种海域和海洋产业的开发和管理都需要海洋测绘数据、海洋地理信息、电子海图等各种海洋测绘地理信息成果的支持。因此，客观上对海洋测绘提出了新的更高的要求[9]。

黑龙江省测绘地理信息工作有着优良的传统。以黑龙江省测绘局为代表的黑龙江省测绘队伍实力雄厚，技术先进，测绘业已初具规模。黑龙江省现有测绘地理信息机构100多家，企业近600家。近10%的测绘队伍具有甲级资质。测绘地理信息多年来取得的显著成就有目共睹。黑龙江省是一个著名的测绘大省，在中国乃至世界上都有很大的影响。但根据《海洋测绘业发展报告》的分析评价，“整个东北地区海洋测绘业相对薄弱”。统计显示，2010年至2019年，中国各省海洋测绘招标数量占辽宁省的5.55%，吉林省为0.24%，黑龙江省仅为0.21%。东北地区海洋测绘业发展的区域分布也极不平衡。辽宁省占绝对优势。投标数量占92.58%，中标文件比例为96.61%，中标金额远高于黑龙江省[1]。

面对这种形势，黑龙江省测绘队伍应打破原有的思维模式，拓展思路，拓宽测绘地理信息服务领域，积极参与海洋测绘，抓住当前机遇，克服困难，迎接新的挑战。充分调动各方面积极因素，充分发挥黑龙江省测绘地理信息人才、团队、理论、技术、创新和传统优势，开拓海洋测绘新市场。

目前，我国海洋测绘面临的主要矛盾和紧迫问题是制定总体（顶层）规划和统一的海洋测绘标准，启动统一海陆基准的海洋测绘工程，整合现有测绘数据，收集和获取具有统一基础、全覆盖、高精度的海洋测绘地理信息数据，建立和完善新的海洋测绘业务体系，开展与港口、航道、岛屿、珊瑚礁等相关的海洋测绘和复测工作；构建真正三维空间、实时准确、智能处理、网络化服务、社会化程度更高的海洋地理信息系统[10]。黑龙江在这方面优势明显，形成经验和成功案例不计其数。面对巨大的海洋测绘市场，黑龙江测绘人将闯天下，成就事业，创造新业绩，创造新辉煌。

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04 结束语

现代海洋测绘技术支撑下的海洋测绘市场发展得非常快。面对迅速发展的我国海洋经济，直面需求越来越大的海洋测绘服务，黑龙江测绘工作者发扬优良传统，发掘自身潜力，发挥多维优势，定将大有作为。